Pitkän matkan 3D-kuvantaminen on saavuttanut yhden kilometrin merkin

Tutkijat ovat kehittäneet laserkäyttöisen kamerajärjestelmän, joka tallentaa korkean resoluution 3D-kuvia esineistä jopa kilometrin etäisyydeltä.

Prosessi on nimeltään ToF (Time-of-Flight) -syvyyskuvaus, joka perustuu siihen aikaan, jonka kuluu laserin lähettämän valon siirtymiseen takaisin lähteeseensä, kun se on pudonnut valokuvatusta objektista.

Tutkijat testasivat kameran itse, 910 metrin etäisyydeltä. Laserin pitkä aallonpituus tekee siitä turvallisen silmille.

Tähän saakka 3D-kuvantamisen etäisyys kaukoputkesta oli hyvin rajallinen

Tässä käytetty tekniikka on samanlainen kuin tutka, mutta siinä käytetään valoa mikroaaltojen sijaan. Kohteiden tai kohtausten kartoittamiseksi 3D-tilassa tutkijat heijastavat lasersäteen ja mittaavat kuinka kauan valon palaaminen kestää.

ToF-syvyyskuvantamista ollaan jo tekemässä käytetään autonomisten ajoneuvojen konenäkö- ja navigointijärjestelmissä.

Tähän asti kattama alue oli kuitenkin suhteellisen lyhyt. ToF-laitteilla oli myös ongelmia monien pintojen kanssa, jotka eivät heijasta infrapunavaloa kunnolla.

Skotlannin Edinburgin tutkijat ovat viime aikoina käsitelleet näitä puutteita ja raportoineet tuloksistaan ​​Optical Societyn kansainvälisessä lehdessä Optics Express.

Millimetrin tarkkuus pitkillä matkoilla

Edinburghin Heriot-Wattin yliopiston professorin Gerald Bullerin johdolla tutkijaryhmä on onnistunut tallentamaan yksityiskohtaisia ​​korkean resoluution 3D-kuvia esineistä jopa kilometrin päässä.

Heidän kamerajärjestelmänsä pyyhkäisee nopeasti pienitehoiset lasersäteet, pitkiä matkoja. Sitten se sieppaa palaavan valon ja piirtää jokaisen yksittäisen fotonin edestakaisen ajan matriisiin pikseli kerrallaan.

Toisin kuin aikaisemmat syvyyskuvantamiskoneet, tämä käyttää pidempiä aallonpituuksia laserilla (noin 1560 nanometriä), mikä Ota käyttöön suurempi tekstuurialue, kuten vaatetavarat.

Näillä pidemmillä, yli 1550 nanometrin aallonpituuksilla on parempi ilmakehän vaimennus, mikä tarkoittaa, että ne kulkevat nopeammin, ja niiden signaali on helpompi havaita erottaen aurinkokohinatasosta. Molemmat näistä tekijöistä vaikuttavat jopa kilometrin pituuden lisääntymiseen.

Toinen positiivinen näkökohta tälle aallonpituudelle on se turvallinen silmille, jos sitä käytetään pienellä teholla.

Vaikka kamera pystyy erottamaan vaatteet, se ei vielä pysty käsittelemään ihmisen kasvoja, koska iho absorboi valoa helposti. Ihon heijastavat ominaisuudet paranevat kuitenkin hikoilun aikana.

Mahdollisen kasvojentunnistuksen lisäksi kamerajärjestelmää voidaan käyttää navigointiin vaikeissa näkyvyysolosuhteissa tai kuten Gerald Buller ehdottaa, kasvillisuuden terveyden skannaaminen lentokoneista, mahdollisten vaarojen arviointi, mittaamalla geologisia muutoksia tai parantamalla valtamerien kartoitusta.